تست شعله چیست و چگونه تست رنگ شعله انجام می شود؟

تست شعله (flame test) یک آزمایش ساده برای تشخیص وجود یونهای فلزی در یک ترکیب است که با تغییر رنگ شعله مشخص می شود. این تست برای همه فلزات کارایی ندارد چون تغییری در رنگ شعله ایجاد نمی کنند. علاوه بر این برخی از فلزات تغییر رنگ مشابهی در شعله ایجاد می کنند که تشخیص آنها را دشوار می کند.

آزمون و آزمایش شعله یک آزمایش مقدماتی است که می تواند برای بررسی ابتدایی فلزات مورد استفاده قرار بگیرد. در این روش گرمای حاصل از شعله یونهای فلزی را تحریک می کند و این یونها طی برانگیختگی از حالت پایه به سطح بالاتر انرژی می روند. این وضعیت به دلیل ناپایداری زیاد طول نمی کشد و یونها در بازگشت به سطح پایه ، انرژی اضافی خود را به صورت نور مرئی منتشر می کنند که برای هر عنصری منحصر به فرد است. در ادامه مقاله در نشریه جهان شیمی فیزیک توضیحات بیشتری در این زمینه ارائه می شود.

روش بررسی رنگ شعله توسط تست شعله

برای انجام این تست باید یک سیم پلاتین و یا نیکروم (آلیاژی از نیکل) که انتهای آن به صورت حلقه درآمده است را با وارد کردن در اسید هیدروکلریدریک غلیظ تمیز کرده و روی شعله نگه داشت تا زمانی که دیگر تغییری در رنگ شعله مشاهده نشود.

برای انجام این تست ابتدا ماده جامد را با چند قطره اسید هیدروکلریدریک غلیظ نمدار کرده و با حلقه فلزی مقداری از آنرا برداشته و در شعله نگهدارید. با رنگ خاصی که هر عنصر در يک طيف مرئی ساطع می کند می توان عنصر مجهول را شناسایی کرد.

لازم به ذکر است که با استفاده از تست شعله می توان به طور کیفی نوع عناصر را مشخص کرد. ولی برای تعیین کمی به یک فتومتر شعله ای نیاز است.

بررسی رنگ شعله عناصر با تست شعله

تغییر رنگ شعله یک راه شناسایی اولیه برای برخی عناصر مجهول است . به عنوان مثال ماده حاوی آهن و سدیم رنگ شعله را به زرد تغییر می دهند. ترکیبات حاوی سدیم نیز رنگ غالب شعله را به زرد تغییر می دهند. آهن و ترکیبات حاوی آن نیز رنگ شعله را به زرد طلایی و البته گاهی نارنجی تغییر می دهند.

کلسیم رنگ شعله را به نارنجی تغییر می دهد. این تغییر رنگ برای ترکیبات کلسیم مانند کلرید کلسیم و کربنات کلسیم نیز رخ می دهد که گاهی اوقات با سدیم و آهن اشتباه گرفته می شود.

پتاسیم و ترکیبات آن از جمله کلرید پتاسیم و هیدروکسید پتاسیم رنگ شعله را به بنفش تغییر می دهند. توجه داشته باشید که اگر رنگ شعله هنگام تست آبی باشد نمی توان با این آزمایش تغییر رنگ زیادی مشاهده کرد.

سدیم عنصری است که رنگ شعله را آبی – بنفش می کند بنابراین به راحتی می توان رنگ شعله سدیم را با پتاسیم اشتباه گرفت. برای تشخیص سدیم و پتاسیم آزمایش های تکمیلی بیشتری پس از تست شعله مورد نیاز است.

لیتیوم و روبیدیوم رنگ شعله را به قرمز یا صورتی تغییر می دهند و استرانسیوم و ترکیبات آن رنگ شعله را قرمز پررنگ می کنند.

رنگ شعله باریم، منگنز (||) و مولیبدیوم سبز رنگ ایجاد می کنند که می تواند از سبز روشن تا سبز- زرد تغییر کند. البته باید توجه داشته باشید که باریم گاهی رنگ شعله را به زرد تغییر می دهد.رنگ شعله الکل اتانول آبی رنگ است .

رنگ شعله مس بسته به وضعیت اکسیداسیون این عنصر می تواند سبز ، آبی یا هر دو باشد. لازم به ذکر است که مس (II) شعله ای سبز ایجاد می کند که با بور مشابه است. بور ، بوراکس و بوراکس دکا و پنتا همگی رنگ سبز روشن ایجاد خواهند کرد.

سایر کاربردهای تست شعله

یکی دیگر از کاربردهای آزمون شعله برای شناسایی پلیمرها است که جزء ساده ترین روش های موجود در این زمینه است. از ویژگی های آزمون شعله در این رابطه سرعت ، سهولت انجام تست و کم هزینه بودن آن است که در عین حال اطلاعات متنوع و بسیار کاربردی ارائه می دهد. این تست برای شناسایی کیفی پلاستیک‌ ها و الیاف بطور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد.